Giáo Trình Ứng Dụng Máy Tính Trong Mô Phỏng Động Cơ Đốt Trong

• Tác giả: TS Lý Vĩnh Đạt
• Người hướng dẫn: KS Đỗ Tấn Thích
• Trường học: Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật TPHCM
• Chuyên ngành: Công nghệ Kỹ thuật Ô tô
• Đề tài: Hướng Dẫn Ứng Dụng Máy Tính Trong Mô Phỏng Động Cơ Đốt Trong
• Loại tài liệu: Giáo trình
• Năm xuất bản: 2017
• Địa điểm: Thành phố Hồ Chí Minh

• LỜI NÓI ĐẦU
• DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT
• 1. CHƯƠNG 1: KHÁI QUÁT VỀ ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG VÀ CÁC THÔNG SỐ CƠ BẢN
• 1.1. Khái quát về động cơ đốt trong
• 1.2. Giới thiệu về động cơ đốt trong
• 1.3. Lịch sử hình thành động cơ đốt trong
• 1.4. Các thông số đặc trưng của động cơ đốt trong
• 1.5. Định nghĩa và các khái niệm cơ bản trên động cơ đốt trong
• 1.6. Các thông số đặc trưng của động cơ đốt trong
• 1.7. Tính chất hình học của động cơ đốt trong
• 1.8. Công, công suất và mômen xoắn
• 1.9. Áp suất trung bình (mep)
• 1.10. Hiệu suất lý thuyết (𝜂𝑡), hiệu suất chỉ thị (𝜂𝑖𝑔), hiệu suất cơ học (𝜂𝑚), hiệu suất có ích (𝜂𝑏), hiệu suất chuyển đổi nhiên liệu (𝜂𝑓)
• 1.11. Hệ số nạp (𝜂𝑣)
• 1.12. Suất tiêu thụ nhiên liệu (𝑠𝑓𝑐)
• 1.13. Tỷ lệ không khí - nhiên liệu
• 2. CHƯƠNG 2: MATLAB CƠ BẢN TRONG TOÁN HỌC VÀ ỨNG DỤNG TÍNH TOÁN ĐẶC TÍNH ĐỘNG CƠ
• 2.1. Matlab và một số hàm tính cơ bản
• 2.2. Tổng quan về Matlab
• 2.3. Matlab trong toán học
• 2.4. Matlab Simulink ứng dụng mô phỏng động cơ đốt trong
• 2.5. Tổng quan về Matlab Simulink
• 2.6. Giới thiệu một số khối cơ bản
• 2.6.1. Thư viện Sources
• 2.6.2. Thư viện Sinks
• 2.6.3. Thư viện Math
• 2.6.4. Thư viện Ports và Subsystems
• 2.6.5. Các khối thông dụng khác
• 2.7. Mô hình hóa động cơ đốt trong và ứng dụng Simulink để mô phỏng
• 3. CHƯƠNG 3: ỨNG DỤNG PHẦN MỀM ESP MÔ PHỎNG ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG
• 3.1. Giới thiệu khái quát và thành phần của ESP
• 3.2. ESPJAN và cách tạo tệp tin
• 3.3. Công dụng của ESP
• 3.4. Cách sử dụng phần mềm ESP
• 3.5. ESPCAM và cách tạo tệp tin
• 3.6. Công dụng của ESPCAM
• 3.7. Cách sử dụng ESPCAM
• 3.8. ESP - cách chạy một chương trình hoàn chỉnh
• 4. CHƯƠNG 4: ỨNG DỤNG PHẦN MỀM ADVISOR MÔ PHỎNG ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG
• 4.1. Khái quát về phần mềm ADVISOR
• 4.2. Giới thiệu phần mềm ADVISOR. Cấu trúc phần mềm ADVISOR
• 4.3. Cách sử dụng phần mềm ADVISOR
• 4.4. Khởi động phần mềm ADVISOR
• 4.5. Nhập thông tin xe. Giới thiệu mô hình của một số hệ thống truyền lực trong tùy chọn
• 4.6. Các biến tín hiệu đầu vào của xe
• 4.7. Một số tùy chọn khác
• 4.8. Chạy mô phỏng
• 4.9. Lựa chọn chu trình thử (Drive Cycle)
• 4.10. Giới thiệu một số chu trình thử phổ biến
• 4.11. Hiệu chỉnh trạng thái nạp (SOC Correct)
• 4.12. Tùy chọn độ dốc không đổi (Constant Road Grade)
• 4.13. Tùy chọn nhiều chu kỳ
• 4.14. Tùy chọn quy trình thử nghiệm
• 4.15. Kiểm tra khả năng tăng tốc (Acceleration Test)
• 4.16. Kiểm tra khả năng leo dốc (Gradeability Test)
• 4.17. Cài đặt tải mô phỏng (Load sim setup)
• 4.18. Cài đặt tải phụ trợ (Auxiliary Loads)
• 4.19. Các biến tối ưu hóa trạng thái điều khiển (Optimize CS VARS)
• 4.20. Lưu và chạy mô phỏng (Save và Run)
• 4.21. Kết quả đầu ra
• 5. CHƯƠNG 5: ỨNG DỤNG PHẦN MỀM ENGINE ANALYZER PRO TÍNH TOÁN MÔ PHỎNG ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG
• 5.1. Khái quát và chức năng chính về phần mềm ANALYZER PRO
• 5.2. Các chức năng chính của phần mềm
• 5.3. Cách sử dụng phần mềm ANALYZER PRO
• 5.4. Cách khởi động chương trình
• 5.5. Các thông số thân máy và cách thiết lập
• 5.6. Các thông số nắp máy và cách thiết lập
• 5.7. Các thông số của hệ thống cửa nạp
• 5.8. Các thông số của hệ thống xả (Exhaust System Specs)
• 5.9. Hệ thống phân phối khí
• 5.10. Thông số cam và xú páp (Cam/Valve Train Specs)
• 5.11. Hệ thống tăng áp (Turbo/Supercharge Specs)
• 5.12. Hệ thống không có tăng áp (none)
• 5.13. Tăng áp loại Roots Supercharger
• 5.14. Tăng áp loại Centrifugal
• 5.15. Tăng áp loại Turbocharger
• 5.16. Tăng áp loại hỗn hợp “Centrifugal Into Roots S/C”
• 5.17. Tiến hành tính toán
• 5.18. Điều kiện tính toán
• 5.19. Tiến hành quá trình tính toán
• TÀI LIỆU THAM KHẢO

I. Hướng Dẫn Tổng Quan Về Ứng Dụng Máy Tính Trong Mô Phỏng Động Cơ Đốt Trong

Mô phỏng động cơ đốt trong là một lĩnh vực quan trọng trong công nghệ ô tô hiện đại. Việc ứng dụng máy tính giúp các kỹ sư và nhà nghiên cứu có thể mô phỏng và phân tích hiệu suất của động cơ một cách chính xác. Điều này không chỉ giúp cải thiện thiết kế mà còn giảm thiểu ô nhiễm môi trường. Các phần mềm như Matlab, ESP, và Advisor đã trở thành công cụ không thể thiếu trong quá trình này.

1.1. Khái Niệm Cơ Bản Về Mô Phỏng Động Cơ Đốt Trong

Mô phỏng động cơ đốt trong là quá trình sử dụng phần mềm để mô phỏng hoạt động của động cơ. Điều này bao gồm việc phân tích các thông số như công suất, mô men xoắn và hiệu suất nhiên liệu. Mô phỏng giúp dự đoán hiệu suất động cơ trong các điều kiện khác nhau.

1.2. Lợi Ích Của Việc Ứng Dụng Máy Tính Trong Mô Phỏng

Việc ứng dụng máy tính trong mô phỏng động cơ đốt trong mang lại nhiều lợi ích. Nó giúp tiết kiệm thời gian và chi phí trong quá trình phát triển sản phẩm. Hơn nữa, mô phỏng cho phép thử nghiệm nhiều kịch bản mà không cần phải chế tạo mẫu vật thực tế.

II. Những Thách Thức Trong Mô Phỏng Động Cơ Đốt Trong

Mặc dù mô phỏng động cơ đốt trong mang lại nhiều lợi ích, nhưng cũng tồn tại nhiều thách thức. Các vấn đề như độ chính xác của mô hình, khả năng tính toán và thời gian xử lý là những yếu tố cần được xem xét. Đặc biệt, việc lựa chọn phần mềm phù hợp cũng là một thách thức lớn.

2.1. Độ Chính Xác Của Mô Hình Mô Phỏng

Độ chính xác của mô hình mô phỏng là yếu tố quyết định đến kết quả cuối cùng. Các mô hình cần phải được xác thực với dữ liệu thực tế để đảm bảo tính chính xác. Việc này đòi hỏi sự hiểu biết sâu sắc về động cơ và các thông số liên quan.

2.2. Thời Gian Xử Lý Dữ Liệu Trong Mô Phỏng

Thời gian xử lý dữ liệu là một trong những thách thức lớn trong mô phỏng động cơ. Các mô hình phức tạp có thể yêu cầu thời gian tính toán dài, ảnh hưởng đến hiệu suất làm việc. Cần có các giải pháp tối ưu hóa để giảm thiểu thời gian này.

III. Phương Pháp Mô Phỏng Động Cơ Đốt Trong Bằng Phần Mềm Matlab

Phần mềm Matlab là một trong những công cụ phổ biến nhất trong mô phỏng động cơ đốt trong. Với khả năng tính toán mạnh mẽ và giao diện thân thiện, Matlab cho phép người dùng dễ dàng xây dựng mô hình động cơ và thực hiện các phân tích cần thiết.

3.1. Giới Thiệu Về Matlab Trong Mô Phỏng Động Cơ

Matlab cung cấp nhiều công cụ và hàm hỗ trợ cho việc mô phỏng động cơ. Người dùng có thể sử dụng Simulink để tạo ra các mô hình động cơ phức tạp và thực hiện các phân tích hiệu suất.

3.2. Các Khối Cơ Bản Trong Simulink

Simulink cung cấp nhiều khối cơ bản như Sources, Sinks và Math. Những khối này giúp người dùng dễ dàng xây dựng mô hình và thực hiện các phép toán cần thiết trong mô phỏng động cơ.

IV. Ứng Dụng Phần Mềm ESP Trong Mô Phỏng Động Cơ Đốt Trong

Phần mềm ESP là một công cụ mạnh mẽ cho việc mô phỏng động cơ đốt trong. Nó cho phép người dùng tạo ra các mô hình động cơ và thực hiện các phân tích hiệu suất một cách dễ dàng và hiệu quả.

4.1. Giới Thiệu Về Phần Mềm ESP

ESP cung cấp nhiều tính năng hữu ích cho việc mô phỏng động cơ. Người dùng có thể tạo ra các tệp tin và thực hiện các phân tích hiệu suất một cách nhanh chóng.

4.2. Cách Sử Dụng Phần Mềm ESP

Việc sử dụng phần mềm ESP rất đơn giản. Người dùng chỉ cần nhập thông tin cần thiết và phần mềm sẽ tự động thực hiện các tính toán và mô phỏng.

V. Kết Quả Nghiên Cứu Về Mô Phỏng Động Cơ Đốt Trong

Nghiên cứu về mô phỏng động cơ đốt trong đã cho thấy nhiều kết quả khả quan. Các mô hình mô phỏng đã giúp cải thiện hiệu suất động cơ và giảm thiểu ô nhiễm môi trường. Những kết quả này đã được áp dụng rộng rãi trong ngành công nghiệp ô tô.

5.1. Cải Thiện Hiệu Suất Động Cơ

Mô phỏng động cơ đã giúp các kỹ sư tìm ra các giải pháp cải tiến hiệu suất. Các thông số như tỷ số nén và hiệu suất nhiên liệu đã được tối ưu hóa thông qua mô phỏng.

5.2. Giảm Thiểu Ô Nhiễm Môi Trường

Một trong những mục tiêu chính của mô phỏng động cơ là giảm thiểu ô nhiễm môi trường. Các mô hình đã giúp phát triển các động cơ với mức phát thải thấp hơn, đáp ứng yêu cầu bảo vệ môi trường.

VI. Kết Luận Về Tương Lai Của Mô Phỏng Động Cơ Đốt Trong

Tương lai của mô phỏng động cơ đốt trong hứa hẹn sẽ có nhiều tiến bộ. Với sự phát triển của công nghệ máy tính và phần mềm, khả năng mô phỏng sẽ ngày càng chính xác và hiệu quả hơn. Điều này sẽ mở ra nhiều cơ hội mới cho ngành công nghiệp ô tô.

6.1. Xu Hướng Phát Triển Công Nghệ Mô Phỏng

Công nghệ mô phỏng đang phát triển nhanh chóng. Các phần mềm mới với tính năng tiên tiến sẽ giúp cải thiện độ chính xác và hiệu suất của mô phỏng động cơ.

6.2. Tác Động Đến Ngành Công Nghiệp Ô Tô

Mô phỏng động cơ sẽ tiếp tục đóng vai trò quan trọng trong ngành công nghiệp ô tô. Nó sẽ giúp các nhà sản xuất phát triển các sản phẩm thân thiện với môi trường và hiệu suất cao hơn.